Блок живлення ATX: переробка під підсилювач низької частоти (частина 2) (сторінка 2)

На виході трансформатора виходить змінна напруга високої частоти, а значить, до нього можна підключити ще один (саморобний) трансформатор і з нього отримати будь-яку потрібну напругу. При цьому в конструкцію блоку живлення додається ще один великий елемент, але робота всього пристрою не змінює ідеології, як це було з помножувачем, а тому краще. На виході трансформатора виходить змінна напруга високої частоти, а значить, до нього можна підключити ще один (саморобний) трансформатор і з нього отримати будь-яку потрібну напругу

На схемі елементи, необхідні для отримання підвищеного вихідного напруги, укладені в зелений прямокутник.

Трансформатор TV1 має обмотками каналу 5 В (w2, w3) і каналу 12 В (w4, w5, спільно з обмотками w2, w3).



Якщо подивитися на нижню частину схеми, то нічого незвичайного не спостерігається - діоди D3, D4 формують негативне напруга «-12 В», діодний збірка D3 «+12 В», згладжування напруги здійснюється двома обмотками вихідного дроселя і конденсаторами C5, C6. Резистори R3 і R4 створюють невелике навантаження по «+/- 12 В», інакше напруга на цих виходах буде надмірно зростати в міру збільшення струму навантаження по іншим виходів. Багатоканальні блоки живлення дуже «не люблять» нерівномірне навантаження по усіх виходах, доводиться йти на компроміс і створювати невелике навантаження.

Для отримання підвищеної напруги в конструкцію додається другий трансформатор з трьома обмотками - однієї первинної і двома вторинними. Його вхідні обмотка підключається до існуючого трансформатора і на вторинній стороні виходять напруги, які складаються з напругою обмоток каналу 12 В, в результаті виходить вихідна напруга більшого рівня. Такий прийом дозволяє перекачувати через другий трансформатор тільки частина потужності, що знижує вимоги і підвищує ККД всього блоку живлення. Ну що ж, зі схемою визначилися, тепер треба вирішити окремі питання.

Блок живлення розрахований на потужність навантаження 300-400 Вт, основна частина з якої буде виходити на каналі «+/- 40 В». Не дуже хочеться перекачувати всю потужність на саморобному трансформаторі, краще задіяти існуючі виходи основного трансформатора і додати напругу до того, що вже є на платі - в результаті чого потужність додаткового трансформатора знизиться. Таке включення і зображено на схемі.

Отже, треба отримати 40 В, 12 В уже є, значить трансформатор повинен додавати 40-12 = 28 В. При такому підході через додатковий буде перекачуватися (28/40) * 100 = 70% від вихідної потужності. Це добре, можна знизити габаритну потужність трансформатора (вибрати його розміром поменше). Огляд сміття виявив древній блок живлення 200 Вт, з якого було вийнято силовий трансформатор. Після прогріву і розбирання його вдалося розділити на сердечник і каркас.

Для обчислення діаметра і кількості витків обмоток необхідно знати перетин сердечника (діаметр 10 мм) і площа вікна намотування (4 * 20 мм).

Формула розрахунку числа витків від прикладеної напруги виглядає так: w = V / (0.4 * F * B * S).

де:

  • w - шукане число витків.
  • V - напруга, що прикладається до обмотці. У формулі приймається прямокутна форма сигналу з максимальною скважностью (тобто «меандр»).
  • F - частота в кГц.
  • B - індукція, Тл. Для імпортних феритів, розрахованих на застосування в блоках харчування, B = 0.1-0.2 для виконання з накопиченням енергії (дроселі) і B = 0.2-0.4 без накопичення (трансформатори).
  • S - площа перетину сердечника, см2.

У формулі використані деякі характеристики не в стандартних одиницях, так простіше вважати, немає метушні з порядками.



Так, яку обмотку будемо вважати? Напевно, варто почати з тієї, яка підключається до основного трансформатора, в ній витків менше. У вихідний обмотці більше витків і її простіше адаптувати під потрібний коефіцієнт трансформації.

Варіантів підключення два - або до «крайнім» виходів основного трансформатора, що дає максимальний розмах напруги і знижує струм, або до висновків обмоток каналу 5 В. Модернізації піддається блок живлення з досить низькою віддачею по виходу 12 В, всього 13 А (156 Вт) . Напевно обмотка 12 В основного трансформатора досить слабка і використання її для заживлення додаткового трансформатора буде помилкою. До того ж, обмотка 12 В уже використовується в ланцюзі формування підвищеного вихідного напруги, а тому вона і так буде навантажена.

У трансформаторі є обмотка каналу 5 В, по специфікації БП може віддавати у цій виходу 30 ампер і ще 20 ампер по виходу 3.3 В (береться з тієї ж обмотки). Тобто з неї можна зняти близько 200 Вт і це не повинно викликати перегріву. Дуже навіть можливо, в блоках харчування такого типу обмотка каналу 5В досить часто виконується з мідного стрічки, що забезпечує її гарну магнітну зв'язок (мале розсіювання) і низький опір. Підключати будемо між крайніми висновками цієї обмотки, так більша напруга і не відбудеться затікання струму на землю.

Отже, напруга на первинній обмотці трансформатора 11 вольт, частота перетворювача 45 кГц (виміряно). Площа перетину сердечника вважається з діаметра 10 мм як PI * D * D / 4 = 3.14 * 1 * 1/4 = 0.79 см2.

Число витків первинної обмотки: 11 / (0.4 * 45 * 0.4 * 0.79) = 11 / 5.69 = 1.93 витка.



Це мінімальне значення. Якщо намотати менше, то муздрамтеатр увійде в насичення і настане «небо в алмазах». З іншого боку, використовується невідомий матеріал, у нього «В» може бути не 0.4, а тільки 0.2, як в радянському Н2000НМ1-17. Трансформатор узятий з старого комп'ютерного блоку живлення, а для нього чітко відомо, що у обмотки 5 О третій витка. Якщо намотати в тій же пропорції, то феррит гарантовано не ввійде в насичення. Крім того, другий трансформатор підключається до вихідної обмотки основного, чим викликає зниження його індуктивності. Якби блок живлення використовувався для отримання одного напруги, то зміна властивостей трансформатора або вихідного дроселя нікого б не хвилювало - зворотний зв'язок виправить всі дефекти.

В даному випадку два канали, та ще подвійні. Дуже не хочеться отримати проблему на свою голову, не варто експериментувати. Інакше доведеться збільшувати струми навантаження, щоб вихідні напруги не "розбрелися» в різні боки, і це збільшить «фонове» споживання блоку живлення. І так уже «йде в повітря» 10 Вт - саме стільки споживав блок живлення на холостому ходу до доопрацювання.

Визначилися, первинна обмотка повинна містити приблизно шість витків.

Вторинні обмотки вважаються з потрібного коефіцієнта трансформації, який складе 28 В / 11 В = 2.545. Тут «28 В» - напруга, яке треба додати до 12 В, щоб отримати потрібне (40 В); «11 В» - напруга на протилежних кінцях обмотки 5 В (11 = 5.5 * 2).

Число витків вторинних обмоток дорівнює кількості витків в первинній обмотці, помноженої на коефіцієнт трансформації, або 6 * 2.545 = 15.3


Наступний крок - необхідно вибрати таке перетин дроту, щоб обмотки вмістилися на каркасі. Рекомендують використовувати не більше 50 відсотків вікна намотування, але в даному випадку відсутня межслойная ізоляція, тому можна підвищити цифру до 60%.

В даній схемі застосовується трансформатор без підмагнічування, тобто без магнітного зазору. Для такого виконання краще намотувати обмотки в одну лінію. До слова, якщо використовується зазор, то ефективність роботи обмотки залежить не від її протяжності, а від площі вікна, яку вона займає. Це означає, що тоді краще так розподілити обмотки, щоб кожна з них займала один шар повністю. Висока магнітна зв'язок між вихідними обмотками бажана, але більший інтерес представляє хороше зчеплення між первинною і кожної вторинної обмоткою - їх краще намотувати якомога ближче. Спробуємо варіант, коли використовуються три обмотки і кожна займає один шар, тобто три шари.

Раз «один шар» і довжина намотування 20 мм, то можна обчислити діаметр проводу. Вторинна обмотка (п'ятнадцять витків): 20/15 = 1.3 мм. Можна використовувати емальований провід 0.8-0.9 мм, невелика недовикористання довжини каркаса не погіршує властивості трансформатора.

Первинна обмотка (шість витків): 20/6 = нереально. Таким проводом мотати не можна, та й займе він весь простір. Висновок - треба скористатися здвоєним проводом. Але, якщо використовується подвійний дріт, то треба врахувати «втрату» одного витка через «здвоєної» - виходить підвищена втрата місця на початку-наприкінці обмотки. Вважаємо: 20 / ((6 + 1) * 2) = 1.43 мм. Для уніфікації можна скористатися тим же проводом, що піде на намотування вторинних обмоток. Перевіряємо, вкладемося чи в висоту намотування - кожен шар товщиною 1 мм, всього верств три - виходить 3 мм. У каркаса вікно намотування 4 мм, все добре влазить.

На жаль, провід 0.9 мм у мене закінчився, тому довелося мотати 1.2 мм. Це не гірше варіанти з 0.9, але і не краще - в трансформаторах починає позначатися величина скін-шару для частоти 45 кГц (і її гармонік, форма сигналу «прямокутна», що означає вкрай широкий спектр). Послідовність намотування обмоток:


1. Перша вторинна - п'ятнадцять витків дроту 1.2 мм.
2. Первинна - шість витків подвійного дроту діаметром 1.2 мм.
3. Друга вторинна - п'ятнадцять витків дроту 1.2 мм.

В результаті трансформатор отримав наступні характеристики:

  • Опір вторинної обмотки: першої 12 мОм, другий 16 мОм.
  • Індуктивність первинної обмотки 60 мкГн.
  • Індуктивність вторинної обмотки 369 мкГн.
  • Індуктивність розсіювання вторинної обмотки при закороченому первинної: першої 0.2 мкГн, другий 0.4 мкГн.

Останній пункт характеризує якість зв'язку обмоток. Якщо в звичайному режимі індуктивність вторинної обмотки 369 мкГн, то при закорачіваніі первинної обмотки індуктивність падає до 0.2-0.4 мкГн, зміна в 2000-1000 разів, що говорить про хорошу магнітної зв'язку між обмотками - трансформатор зроблений непогано.

Напруга на виході БП досить велика, про застосування діодів Шоттки, навіть високовольтних, годі й думати. Діоди слід підбирати за величиною струму і робочій напрузі. У полумостового блоці живлення на діод доводиться напруга, в три рази перевищує вихідну. Наприклад, на канал 40 вольт слід брати діоди з робочою напругою не менше 40 * 3 = 120 В. Робочий струм практично дорівнює струму навантаження по цьому каналу, тобто 10 ампер.


Хочеться особливо відзначити, що «запас» по напрузі для діодів так само накладений, як і в раніше розглянутому прикладі з діодом Шотткі. У міру підвищення робочої напруги зростає час вимикання і падіння напруги на відкритому діоді. Особисто я використовував діоди FEP16DT . Зверніть увагу, як змінюються його властивості від робочої напруги:

Зверніть увагу, як змінюються його властивості від робочої напруги:

Найкраще використовувати діоди з робочою напругою 200 вольт - при цьому значенні ще не відбувається деградація характеристик. Злегка перебільшеному, можна припустити, що випускаються за все три (різних) типу діодів - з робочою напругою 200 В, 400 В і 600 В, а інші позиції виходять разбраковкой.

Чесно кажучи, не очікував підступу від силового трансформатора БП, з чого б це? Але, «він» пішов. Вважається, що обмотки каналу 12 вольт додаються до відповідних обмоток каналу 5 В. На жаль, зустрічається альтернативний варіант, коли обмотка 12 В підключається до випрямного діода каналу 5 В і позбавлена ​​прямого контакту з відповідними обмотками трансформатора. Цей прийом гарний для ATX блоку живлення, але тут потрібно отримати як позитивний, так і негативний вихідна напруга, і підходить тільки «класичний» варіант з'єднання обмоток.

На зображенні погано помітні кольору, тому я зазначив червоні і помаранчеві провідники. Обмотки 12 вольт виходять однією стороною зліва (відзначено текстом «12» в лівій частині висновків трансформатора), а інший збираються на виведенні, розташованому між двома висновками «5». На фото зображений трансформатор після доопрацювання, яка полягає в акуратному відділенні чотирьох провідників від виведення і поділі їх на дві пари - помаранчеві і червоні. Після чого «червоні» підключаються до «помаранчевих» провідникам ланцюга 5 В, а «помаранчеві» до «червоним». Після доопрацювання були виміряні характеристики трансформатора:

  • Індуктивність первинної обмотки - 5.28 мГн.
  • Індуктивність двох обмоток «5 В» - 108 мкГн.
  • Опір однієї обмотки «12 В» - 8.4 мОм.
  • Опір однієї обмотки «5 В» - 2.1 мОм.

Під «обмоткою« 12 В »розуміється не вся складова обмотка, а тільки частина її, яка додається до обмоток« 5 В ».

М-да. Припущення виявилося вірним, опір обмотки «12 В» в чотири рази більше обмотки «5 В» і це при тому, що число витків приблизно однакове (чотири і три). А значить, рішення підключити додатковий трансформатор до обмоток каналу 5 В було вірним.


Давайте вже закінчимо з силовою частиною. Останнім у списку «саморобних» елементів - дросель. Для його виготовлення використовувався муздрамтеатр вихідного дроселя, який був знятий з блоку живлення при видаленні вихідний частини. Точна назва матеріалу кільця вказати важко (жовтий корпус з білою смужкою), а зовнішні розміри 27х14х11 мм. У обмотки «12 В» було двадцять чотири витка, або два витка на вольт. Підсилювач може споживати досить значний струм при підвищеній напрузі живлення - я побоявся можливого насичення муздрамтеатру і цей коефіцієнт був зменшений.

Для спрощення розрахунків обмотки дроселі отримали в два рази більше витків, ніж відповідні обмотки на трансформаторах. На основному трансформаторі 12 В знімається з семи витків (три + чотири), на дроселі намотується 7 * 2 = 14 витків. Напруга 40 В виходить додаток додаткової обмотки (п'ятнадцять витків), тому на дроселі намотується (7 + 15) * 2 = 44 (45) витків. Один виток доданий через падіння напруги на діоді 0.8 вольта. Тому обмотки 12 В і 40 В повинні співвідноситися не як 12 до 40, а як 12.8 до 40.8 - звідси і виходить додатковий виток на обмотці «40 В» дроселя.

Діаметр проводу вибирається з струму і місця на кільці. Тут є дві рекомендації - щільність струму в проводі краще вибирати в діапазоні 7-10 ампер на квадрат; обмотка повинна займати один (два) шару. Я використовував провід діаметром 0.8 мм (можна застосувати і 0.9 мм), при цьому виходить якраз два шари. Проводили дослідження (не можу привести посилання), після яких з'ясувалося, що найменші втрати в дроселі виходять при виконанні обмотки в один шар для тонкостінного кільця і ​​в два шари для товстостінного, тобто обмотка займає всю поверхню кільця в один шар. В даному випадку другий варіант.

Послідовність намотування:

1. Дві обмотки «40 В», намотування в два дроти. Провід 0.8 мм, сорок п'ять витків.
2. Обмотка «12 В» проводом 1.2 мм, чотирнадцять витків.
3. Обмотка «12 В» проводом 1.2 мм, чотирнадцять витків.


Для довідки, на обидві обмотки «40 В» потрібно приблизно 3 метри проводу.

На обмотки каналу «+/- 12 В» використаний провід, знятий з дроселя, ніж визначається підвищений діаметр. Провід дуже жорсткий, тому намотування «в два дроти» вкрай незручна, та й в центральному вікні кільця залишилося не так вже й багато місця, щоб пропихати відразу два провідника 1.2 мм. Дросель вийшов таким:

Дросель вийшов таким:

Його характеристики:

  • Індуктивність обмотки каналу «12 В» - 18 мкГн.
  • Індуктивність обмотки каналу «40 В» - 187 мкГн.
  • Опір обмотки каналу «40 В» - 0.08 Ом.

Економія індукції дроселя «вийшла боком» - 18 мкГн каналу «12 В» вже мало, хоч і не критично. Доведеться збільшити «фоновий» струм навантаження по вихідним напруженням.


Силові елементи зроблені, можна переходити до модифікації схеми управління.

Так, яку обмотку будемо вважати?
Чесно кажучи, не очікував підступу від силового трансформатора БП, з чого б це?

Разделы

» Ваз

» Двигатель

» Не заводится

» Неисправности

» Обзор

» Новости


Календарь

«    Август 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Архив

О сайте

Затраты на выполнение норм токсичности автомобилей в США на период до 1974 г.-1975 г произошли существенные изменения. Прежде всего следует отметить изменение характера большинства работ по электромобилям: работы в подавляющем большинстве стали носить чисто утилитарный характер. Большинство созданных в начале 70х годов электромобилей поступили в опытную эксплуатацию. Выпуск электромобилей в размере нескольких десятков штук стал обычным не только для Англии, но и для США, ФРГ, Франции.

ПОПУЛЯРНОЕ

РЕКЛАМА

www.school4mama.ru © 2016. Запчасти для автомобилей Шкода